vii congresso interinstitucional de iniciação científica ... · has also been done evaluation...

VII Congresso Interinstitucional de Iniciação Cient ífica – CIIC 2013

13 a 15 de agosto de 2013 – Campinas, São Paulo

a Bolsista CNPq: Graduação em Engenharia de Alimentos, UNICAMP, Campinas-SP, [email protected]. b Orientadora: Pesquisadora, CETEA/ITAL, Campinas-SP, [email protected]. c Colaboradora: Pesquisadora, CETEA/ITAL, Campinas-SP. d Colaboradora: Professora, FEA/UNICAMP, Campinas-SP.

1

SULFURAÇÃO NEGRA EM CARNE ENLATADA

Ana Paula da Silva Bernardo¹ a; Fiorella B. Hellmeister Dantas 1b; Sílvia Tondella Dantas¹ c; Marise

Aparecida Rodrigues Pollonio 2d

1Instituto de Tecnologia de Alimentos, Departamento/Centro de Tecnologia de Embalagem; 2Faculdade de Engenharia de Alimentos – Unicamp

Nº 13208

RESUMO - O estudo teve por objetivo avaliar os parâmetros que promovem a sulfuração negra em

produto cárneo em conserva (corned beef) através da análise da composição das manchas

utilizando-se as técnicas de espectroscopia de infravermelho, microscopia eletrônica de varredura

(MEV) e microanálise de raios-X por dispersão de energia (EDX), assim como buscar um recurso

tecnológico aplicável para reduzir ou evitar a ocorrência da sulfuração negra em carne enlatada

(corned beef). Para isso, realizou-se também ensaios de avaliação de resistência à sulfuração, com

variações no tratamento térmico e adição de Zinco e EDTA.

Os resultados mostraram que havia exposição do material metálico, e que há diferenças

entre as regiões com e sem a presença de mancha de sulfuração negra, associada ao grupo

carbonila. Os resultados do ensaio de resistência à sulfuração indicaram que os componentes

adicionados não impediram a ocorrência de sulfuração nas concentrações adicionadas, porém

foram verificadas diferenças na face externa das tampas nos ensaios a 125 °C/65 min, indicando

que em concentração superior eles podem contribuir significativamente para a redução do

problema.

Palavras-chaves: lata, corned beef, sulfuração negra, microscopia



2

ABSTRACT - The study had been aimed to evaluate the parameters that promote the sulphide

black in canned meat product (corned beef) through the analysis of the stains’ composition using

the techniques of infrared spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and microanalysis X-

ray energy dispersive (EDX), as well as to search for a proper technological resource in order to

reduce or to prevent the occurrence of sulphide black in canned meat (corned beef). To do this, it

has also been done evaluation tests of sulphide resistance with variations in the heat treatment and

with the addition of Zinc and EDTA.

The results has shown that there was exposure of metallic material, and that there are

differences between the regions with and without the presence of sulphide black stain, associated

with the carbonyl group. The results of the sulphide resistance test has indicated that the added

components do not prevent the occurrence of sulphide in the concentrations added, but differences

have been observed in the external face of the caps in tests at 125 °C/65 min, indicating that a

higher concentration they can contribute significantly to reduce the problem.

Key-words: can, corned beef, sulphide black, micros copy

1. INTRODUÇÃO

A sulfuração é um termo genérico utilizado para definir os processos de descoloração que

ocorrem internamente nas latas durante o acondicionamento de produtos alimentícios. Resulta da

reação dos produtos denominados sulfurosos com alguns componentes da embalagem, o estanho

ou o ferro, formando sulfetos coloridos, em tonalidade marrom, arroxeada ou negra. A sulfuração

não representa perigo do ponto de vista de saúde pública, não altera sabor, odor e nem o valor

nutritivo do produto e também não resulta em falha da embalagem, causa apenas alterações na

aparência (DANTAS, 1999).

A presença de sulfuração negra encontrada em algumas ocasiões no interior das

embalagens de corned beef tem provocado prejuízos econômicos e um forte impacto negativo às

marcas exportadoras do produto e ao país. Sendo assim, este projeto teve como objetivo avaliar a

composição das manchas de sulfuração negra em produto cárneo em conserva (corned beef)

utilizando-se as técnicas de espectroscopia de infravermelho, microscopia eletrônica de varredura

(MEV) e microanálise de raios-X por dispersão de energia (EDX), assim como buscar um recurso

tecnológico aplicável para reduzir ou evitar a ocorrência da sulfuração negra em carne enlatada

(corned beef).



3

2. MATERIAL E MÉTODOS

2.1 Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e mic roanálise de raios-X por dispersão de

energia (EDX)

Corpos de prova com ou sem problema, assim como o produto com mancha negra foram

selecionados pela avaliação visual para análise por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e

microanálise de raios-X por dispersão de energia (EDX) nos equipamentos ZEISS, modelo DSM

940A, e Oxford, modelo Link Isis, utilizando janela de berílio, para verificação dos elementos

presentes e avaliação da topografia de acordo com metodologia descrita em Goldstein (1982).

Anteriormente à análise por MEV, os corpos de prova e o produto (conforme procedimento descrito

acima) foram submetidos a recobrimento com carbono ou ouro em um metalizador, marca Balzers,

modelo SCD 050.

2.2 Espectroscopia de Infravermelho

As manchas negras foram avaliadas por espectroscopia de infravermelho, em equipamento

marca Perkin Elmer modelo FT-IR Spectrum 100 empregando-se a técnica de transmitância pela

leitura direta do produto. Foram realizadas determinações em manchas de três latas.

2.3 Avaliação da Resistência à Sulfuração

A Avaliação da Resistência à Sulfuração foi realizada segundo a metodologia descrita por

Britton (1975), alterando-se alguns parâmetros como tratamento térmico e realizando-se adição de

zinco e EDTA em diferentes concentrações à solução de L-Cisteína 3%.

Foram utilizados os tratamentos térmicos de 125 ºC por 65 minutos e 121 ºC por 80

minutos, além da condição indicada pelo autor (110 ºC por 120 minutos). As concentrações de

zinco utilizadas foram iguais a 10 ppm e 50 ppm, e as concentrações de EDTA iguais a 0,0025

g/100 g e 0,02 g/100 g. As tampas das latas (2,8 g/m2 de estanho total e verniz epóxi-fenólico com

pasta de alumínio) foram avaliadas em triplicata e foram realizados ensaios com todos os

tratamentos térmicos variando-se as concentrações dos reagentes, e ensaios sem a adição destes.

Na Figura 1 são apresentadas fotografias ilustrando a preparação das tampas e sistema utilizado

no ensaio.



4

(a) (b)

FIGURA 1. Fotografias (a) das tampas e (b) do pote hermético com as tampas utilizado no ensaio de resistência à sulfuração.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1 Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e mic roanálise de raios-X por dispersão de

energia (EDX)

A Figura 2 apresenta microfotografias obtidas em sistema MEV/EDX das regiões com

mancha negra nas tampas das latas de corned beef. A análise de topografia das tampas das latas

de corned beef permitiu confirmar a presença de defeito no verniz mesmo nas regiões em que não

foi possível visualizá-lo através do estereomicroscópio.

(a) (b) (c) Escala: 200 µm 100x Escala: 100 µm 200x Escala: 50 µm 500x

(d) (e) (f) Escala: 200 µm 100x Escala: 100 µm 200x Escala: 50 µm 500x FIGURA 2. Microfotografias dos corpos de prova das regiões avaliadas das tampas com mancha negra,

obtidas em sistema MEV/EDX operando com aumentos variados: (a), (b), (d) e (e) tampa com camada de

estanho de 5,6 g/m², supercura de verniz e tratamento térmico de 121 °C/80 min, com defeito identifica do no

verniz, (c) e (f) tampa com camada de estanho de 2,8 g/m², supercura de verniz e tratamento térmico de 121



5

°C/80 min, sem defeito identificado no verniz. As f otografias (a), (b) e (c) foram obtidas em detector SE e as

(d), (e) e (f) foram obtidas em detector BSE.

Na Tabela 1 são apresentados os elementos químicos verificados na avaliação da

superfície das tampas das latas de corned beef com manchas de sulfuração negra e do produto.

Os elementos sem número à direita indicam terem sido verificados em 100% dos espectros

obtidos. Valores entre parênteses correspondem à ocorrência de cada elemento, em porcentagem

relativa.

Tabela 1. Elementos químicos verificados na avaliação da superfície interna das tampas das latas de corned beef em região com a presença de sulfuração e do produto.

Região Elementos majoritários Outros elementos

Com mancha Fe, Sn (92%) S (81%), Cl (52%), P (26%), Ca (15%), Si (11%), Al (11%)

Com fratura no verniz Sn Fe, Al, S, P (62%), Cl (25%)

Verniz Al Sn, Fe, Cl (36%), S (27%)

Produto Cl (89%) S (56%), P (56%), Al (33%), Fe (22%)

Cl/Si/Ca/Fe/P/S/Al/Sn: Cloro/Silício/Cálcio/Ferro/Fósforo/Enxofre/Alumínio/Estanho

A análise dos resultados apresentados da Tabela 1 permitiu verificar a presença de S, Cl, P,

Ca, Si e Al na região em que havia mancha, além disso, em 100% dos espectros havia Fe, assim

como 92% apresentaram Sn. Em relação aos espectros que representam fratura no verniz, 100%

deles apresentaram Sn, Fe, Al e S, alguns deles apresentaram P e Cl, e apenas um espectro

apresentou Si. A região do verniz apresentou Al, Sn e Fe em 100% dos espectros, alguns deles

apresentaram Cl e S, e apenas em um dos espectros apresentou P. Os espectros do produto

indicaram Cl como elemento majoritário e S, P, Al e Fe como outros elementos, além disso, um dos

espectros indicou a presença de Na e K. A presença de Cl, P, Ca e Si pode estar relacionada à

composição do produto (corned beef), o Al está presente devido à composição do verniz, já a

presença de Fe e Sn na maior parte dos espectros obtidos deve-se ao material metálico (folha de

flandres) da embalagem, e o S é devido à mancha de sulfuração negra que estava presente nas

tampas avaliadas. A maior parte dos espectros obtidos apresentou P e Cl e a presença deles em

tantos espectros pode indicar uma relação entre eles e a reação de sulfuração, sendo eles

importantes para que esta ocorra. Charbonneau (2001) também verificou a presença de Fe e P em

manchas negras de sulfuração em latas de pescados, porém não identificou a presença de S,

diferentemente de Kontominas et al. (2006) que observaram a presença desse elemento também

em latas de pescado. Charbonneau (2001) concluiu que o produto formado era Fe3PO4 e

Kontominas et al. (2006) que o produto formado era o FeS.



6

3.2 Espectroscopia de Infravermelho

Na Figura 3 são apresentados os espectros obtidos por meio de espectroscopia de

infravermelho do produto com e sem mancha de sulfuração negra.

4000,0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650,0cm-1

%T

sem mancha

com mancha e grumo amarelo

2956,07

2916,29

2849,81

1740,30

1728,08

1465,151413,40

1391,92

1237,181218,73

1195,31

1173,21

1104,78

961,70

720,03

2911,39

1637,18 1516,95

2850,04

1740,34

1465,25 1413,64

1392,09

1237,28

1219,111195,55

1173,86

1098,03

962,72

719,92

2911,39

1637,18 1516,95

FIGURA 3. Espectros obtidos por meio de espectroscopia de infravermelho dos produtos com e sem mancha, respectivamente.

Por meio dos espectros obtidos nota-se que há diferença entre as regiões com e sem

mancha de sulfuração negra. De acordo com a avaliação realizada, as possíveis unidades

estruturais dessa diferença são os compostos do grupo carbonila, que são estruturas presentes na

gordura, o grupo carbonila (C=O) reage com grupo hidroxila (OH) formando os ácidos graxos

(COOH), e estes junto com os gliceróis formam a gordura.

3.3 Avaliação da Resistência à Sulfuração

Considerando o parâmetro presença ou ausência da mancha de sulfuração negra, a

avaliação da resistência da tampa quando submetida às condições de ensaio com as soluções de

L-cisteína não apresentou diferença estatisticamente significativa ao nível de confiança de 95%,

conforme apresentado na Tabela 2.

TABELA 2. Análise de variância (ANOVA) das tampas após ensaio com solução adicionada de Zinco e de EDTA.

Fonte da variação SQ gl MQ F valor-p F crítico

Entre grupos 6,5128 5 1,3025 1,6982 0,1359 2,2536

Dentro dos grupos 174,8717 228 0,7669

Total 181,3846 233



7

A análise descritiva dos dados mostrou que a diferença entre as médias é muito pequena e

que a variabilidade é muito grande, como podemos observar pelos gráficos da Figura 4.

(a) (b)

FIGURA 4. Gráficos ilustrando a análise descritiva dos resultados dos experimentos com solução adicionada de Zinco (a) e de EDTA (b).

Entretanto, durante a avaliação dos corpos de prova percebeu-se que a face externa,

revestida com verniz que permite a visualização das manchas de sulfuração pelo estanho,

apresentava diferença de tonalidade em função dos tratamentos. Uma nova avaliação

considerando-se apenas essa face permitiu verificar que há interação entre os tratamentos, ou

seja, diferença estatisticamente significativa ao nível de confiança de 95%, e que o tratamento a

125 °C/ 65 min, mesmo sendo mais severo em relação à temperatura utilizada, apresentou menor

incidência de manchas, já o tratamento térmico a 121 °C/80 min promoveu maior presença das

manchas. Esse fato pode ser explicado pelo menor tempo de ensaio no primeiro tratamento, que

pode ter prevenido presença das manchas. O tratamento a 110 °C/120 min apresentou uma

quantidade de manchas intermediária a esses dois tratamentos o que também se deve ao fato de

mesmo sendo o maior tempo de ensaio a temperatura foi menos severa às tampas.

Na Figura 5 são apresentadas fotografias ilustrando a face externa das tampas nos

diferentes tratamentos.

(a) (b) (c)

FIGURA 5. Fotografias ilustrando a face externa das tampas nos diferentes tratamentos (a) 121 °C/80 min, (b) 110 °C/120 min e (c) 125 °C/65 min.

Os experimentos realizados para avaliar a resistência à sulfuração mostraram que a opção

dos valores de adição do Zinco e do EDTA conforme regulamenta a Agência Nacional de Vigilância

Sanitária (ANVISA) através do Decreto nº 55871, de 26 de março de 1965 e da Resolução n° 5, de

04 de Fevereiro de 2013, respectivamente, foi muito conservadora e que os próximos experimentos

deverão ser realizados com adições superiores.



8

4. CONCLUSÃO

O estudo realizado permitiu verificar que a sulfuração negra somente ocorrerá se houver

exposição do ferro e que há influência de potencializadores de corrosão como o cloro. Além disso,

permitiu verificar que a presença da mancha promove alteração na estrutura molecular da gordura

que compõe o produto. O estudo permitiu concluir ainda que a adição de Zinco e EDTA como

ingredientes do produto para redução da ocorrência do problema pode ser uma alternativa viável

desde que sejam avaliados em concentrações superiores.

5. AGRADECIMENTOS

Ao CNPQ/PIBIC, pela bolsa concedida e ao CETEA/ITAL, pela oportunidade de estágio.

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BRASIL. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Decreto n° 55871, de 26 de Março de 1965. Modifica o Decreto nº 50.040, de 24 de janeiro de 1961, referente a normas reguladoras do emprego de aditivos para alimentos, alterado pelo Decreto nº 691, de 13 de março de 1962. Disponível em: <http://portal.anvisa.gov.br/wps/wcm/connect/414d248047458a7d93f3d73fbc4c6735/DECRETO+Nº+55.871,+DE+26+DE+MARÇO+DE+1965.pdf?MOD=AJPERES>. Acesso em: 10 de jul. 2013.

BRASIL. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Resolução RDC nº 5, de 4 de Fevereiro de 2013. Aprova o uso de aditivos alimentares com suas respectivas funções e limites máximos para bebidas alcoólicas (exceto as fermentadas). Disponível em: <http://portal.anvisa.gov.br/wps/wcm/connect/7c1967004e8ad8b9a2f3a28a610f4177/Bebidas+Alcoólicas+não+fermentadas+rdc0005_04_02_2013.pdf?MOD=AJPERES>. Acesso em: 10 de jul. 2013BRITTON, S. C. et al. Tin versus corrosion . Middlesex International Tin Research Institute. I.T.R.I., 1975. 108p. (publication n.510).

CHARBONNEAU, J. E. Investigation of corrosion and container integrity in metal food containers using scanning electron microscopy-x-ray microanalysis Scanning, Mahwah, v. 23, n. 3, p. 198-203, 2001.

DANTAS, S. T. et al. Avaliação de qualidade de embalagens metálicas: aço e alumínio. Campinas: ITAL/CETEA, 1996. 317 p.

DANTAS, S. T.; GATTI, J. A. B. e SARON, E. S. O processo de sulfuração. In: Embalagens metálicas e a sua interação com alimentos e bebidas . Campinas, SP. CETEA/ITAL, 1999.

GOLDSTEIN, J.I.; NEWBURY, D.E.; ECHLIN, P.; JOY, D.C.; ROMIG Jr, A.D.; LYMAN, C.E.; FIORI, C.; LIFSHIN, E. Scanning electron microscopy and x-ray microanalysi s: a text for biologists, materials scientists, and geologists. 2nd. ed. New York, N.Y.: Plenum Press, 1992. 819p.

KONTOMINAS, M. G., et al. Investigation of fish product–metal container interaction using scanning electron microscopy–X-ray microanalysis. Food Chemistry, London, v. 98, n. 2, p.225-230, 2006.

vii congresso interinstitucional de iniciação científica ... · has also been done evaluation...

Documents